
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БАЛАНСОВОЙ НАДЕЖНОСТИ ЭНЕРГОСИСТЕМ С ВОЗОБНОВЛЯЕМЫМИ ИСТОЧНИКАМИ ЭНЕРГИИ

Работа №	102278
Тип работы	Авторефераты (РГБ)
Предмет	электротехника
Объем работы	24
Год сдачи	2021
Стоимость	250 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	106

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 3
ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ
ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ 6
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 7
Заключение 29
ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 31

Введение

Актуальность темы исследования. Развитие технологий производства электроэнергии, в основе которых заложено использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ) существенно изменяют структуру и принципы управления электроэнергетическими системами (ЭЭС).
Низкая себестоимость энергии на ВИЭ способствует их широкому внедрению практически во всех сферах человеческой деятельности в широком диапазоне электрической мощности электростанций от нескольких кВт до сотен МВт. При этом централизованно неконтролируемые ВИЭ относительно малой мощности создают эффект псевдоснижения электропотребления отдельной территории.
ВИЭ привносят в систему значительную неопределенность как генерирующей, так и потребляемой (скрытые ВИЭ) мощности. Вызванная ими непредсказуемостью текущей энергоемкости энергоносителей (солнце, ветер) неопределенность сказывается на показателях надежности ЭЭС, а, следовательно, и на величине необходимого централизованного резерва мощности.
Как правило, фактор надежности ЭЭС играет решающую роль в процессе принятия решений при планировании перспективного развития ЭЭС. Однако, при решении проблем резервирования отмеченная специфика ВИЭ сдвигает вектор направленности расчетов в сторону оценки текущего состояния ЭЭС. При этом резко возрастают требования по точности показателей балансовой надежности (ПБН) ЭЭС, которая в настоящее время недостаточно высока, поскольку эффективность систем электроснабжения потребителей в рамках принятых стандартов для всех узлов электропотребления оценивается как приемлемая или неприемлемая по нормативным критериям надежности, которые, в свою очередь, обладают большой неопределенностью.
ПБН варьируются от относительно простых (критерий N-1) до комплексных вероятностных индексов надежности, учитывающих стохастическую природу процесса функционирования ЭЭС. Анализ надежности ЭЭС предполагает моделирование случайных событий, возникающих в ЭЭС и последующий вероятностный анализ их воздействия на функционирование ЭЭС . Показатели надежности должны учитывать не только возможность (вероятность) возникновения случайных событий, но и отражать количественную оценку их последствий.
В зависимости от типа рассматриваемых событий их влияние на работу ЭЭС может быть оценено вероятностью и частотой отказов, величиной и продолжительностью ограничения (в том числе полного отключения) нагрузки. Наиболее значимыми среди ПБН за рубежом являются: вероятность потери нагрузки (LOLP); математическое ожидание величины отключения нагрузки (LOLE); ожидаемая недопоставленная мощность (EPNS) и ожидаемая недопоставленная энергия (EENS). В Северной Америке широкое применение нашел показатель LOLE, (не более 1 дня за 10 лет). В странах Западной Европы стандартное значение LOLE установлено на предельном уровне 3 часа в год.
В России перечень и расчет ПБН регламентируется национальным стандартом РФ: «304-2018: Балансовая надежность ЭЭС. Часть 1. Общие требования». В 2019 году Системным оператором ЕЭС введен технический отчет 59012820.27.010.005-2018, регламентирующий методические указания по проведению расчетов ПБН. Наиболее значимыми ПБН признаны вероятность и математическое ожидание (МО) недоотпуска электроэнергии потребителям. Появление данных руководящих документов свидетельствует об актуальности проблемы расчета ПБН ЭЭС в России.
За последние несколько десятилетий было выполнено огромное количество исследований, направленных на разработку методов оценки ПБН энергосистем. Однако по-прежнему остается актуальным компромисс между повышением точности результирующих ПБН и приемлемой продолжительностью расчетов, особенно в условиях растущей неопределенности исходных данных.
Основным подходом для расчета ПБН как в России, так и за рубежом является классический метод Монте-Карло (ММК), который малочувствителен к виду индивидуальных функций распределения случайных величин и размерности электрической сети. Хорошо известна вычислительная специфика классического ММК - недопустимо большая продолжительность расчетов при оценке таких редких событий, как ограничение электропотребления из-за локальных или глобальных дефицитов мощности. Высокая надежность современных ЭЭС и расширение пространства возможных состояний ЭЭС, связанное с использованием ВИЭ еще больше увеличивают вычислительную нагрузку классического ММК.
Альтернативой ММК являются аналитические методы, такие как методы свертки, кумулянтов и точечной оценки (МТО). Точность аналитических методов, в отличие от ММК, не зависит от числа моделируемых случайных состояний. В частности, метод свертки дает практически точное решение, однако его эффективность резко снижается при увеличении числа элементов свертки, что затрудняет его применение. Применение аналитических методов, таких как метод кумулянтов и МТО ограничено требованиями по точности результирующих величин, поскольку, как правило, эти методы не адаптивны к редким событиям. В результате для получения приемлемого решения необходимы дополнительные расчетные процедуры, учитывающие специфику ЭЭС. Такие процедуры предложены в данной диссертационной работе.
Существующие подходы, направленные на повышение вычислительной эффективности ММК, условно делятся на две категории: методы, основанные на повышении вычислительной эффективности оценки отдельного состояния и методы оптимального формирования выборки. К первой группе относятся подходы совершенствования вычислительных процедур, позволяющих сократить длительность анализа отдельных состояний ЭЭС. Второе направление заключается в разработке более эффективных методов формирования выборки состояний ЭЭС, с акцентом на значимые состояния...

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

• При анализе балансовой надежности концентрированной ЭЭС приближенный
аналитический метод (комбинирование метода кумулянт и функций фон Мизеса) характеризуется относительно небольшой длительностью расчетов при достаточно высокой точности, сопоставимой с точностью метода Монте-Карло.
• Предлагаемый модифицированный метод Хонга М(2*п+1) позволяет улучшить
точность классических методов Хонга за счет дополнительной группы комбинированных событий (критерий N-2).
• Методы точечной оценки не рекомендуются для точных расчетов показателей
балансовой надежности систем с высокой надежностью элементов, поскольку критерий N-2 становится недостаточным для выделения редких событий.
• Предлагаемый модифицированный кросс-энтропийный метод позволяет учесть
корреляцию текущих мощностей устройств ВИЭ, улучшить эффективность выборки и характеристики сходимости метода Монте-Карло. При высокой точности решений он обладает достаточно высоким быстродействием. Вычислительная эффективность предлагаемого метода подтверждены результатами тестовых расчетов.
• Для учета специфики многомодальных вероятностных распределений
случайных величин и сложной корреляции между случайными переменными предлагается использовать метод многомерного распределения Гауссовской смеси (МРГС).
• Представлена более точная (по сравнению с известными) вероятностная модель,
позволяющая учесть неопределенность нагрузки, ветра и солнечной энергии при оценке показателей балансовой надежности электрических сетей с интегрированными крупномасштабными ветряными и фотоэлектрическими электростанциями.
Перспективы дальнейших исследований
• В рамках оценки ПБН ЭЭС рассматривается только баланс активной мощности.
Однако следуя существующему Стандарту по расчету ПБН необходимо учитывать также и баланс реактивной мощности из-за его влияния на уровни напряжений, что особенно актуально при высоком уровне проникновения ВИЭ.
• В задаче оптимального распределения нагрузки между параллельно
работающими агрегатами в настоящее время не учитывается неопределенность и специфика располагаемой мощности ВИЭ, что, на наш взгляд, необходимо при планировании текущих режимов ЭЭС.
• При оценке надежности электрических сетей с ВИЭ следует учитывать энергетических фактор, стратегии хранения и использования возобновляемой энергии в том числе аккумулирование и использование аккумулированной энергии, особенно на фоне мощного развития ВИЭ и электротранспорта.

Литература

1. Abdel Menaem A. An efficient framework for adequacy evaluation through extraction of rare load
curtailment events in composite power systems / A. Abdel Menaem, R. Valiev, V.P. Oboskalov, T.S. Hassan, H. Rezk, M. Ibrahim // Mathematics, 2020, Proceeding- 8(11), P. 1-21 (Web of science, Scopus); 0,8 п.л./0,2 п.л.
2. Abdel Menaem A. Comparing three methods for solving probabilistic multi-area load shedding
distribution / A. Abdel Menaem, V.P. Oboskalov // International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM 2020), Proceeding- 9111926, P. 1-7. (Web of science, Scopus); 0,33 п.л./0,1 п.л.
3. Abdel Menaem A. Integration of renewable energy sources into microgrid considering operational
and planning uncertainties / A. Abdel Menaem, V.P. Oboskalov // Advances in Intelligent Systems and Computing, 2020, vol. 982, P. 225-241. (Web of Science, Scopus); 0,65п.л./0,3 п.л.
4. Обоскалов В.П. Определение показателей балансовой надежности ОЭС методами точечной
оценки / В.П. Обоскалов, A. Абдель Меняем // Известия Российской академии наук. Энергетика. 2020, Т. 6, стр. 40-53; 0,55 п.л./0,19 п.л.
5. Обоскалов В.П. Оценка вероятностных параметров дефицита мощности в
концентрированной ЭЭС / В.П. Обоскалов, A. Абдель Меняем, А.В. Кирпиков // Известия Российской академии наук. Энергетика. 2019, Т. 4, стр. 16-26; 0,425 п.л./0,16 п.л.
6.Oboskalov V.P. Mathematical methods for probabilistic estimation of power shortage in concentrated electric power systems / V.P. Oboskalov, A. Abdel Menaem, M. Anatolijs, R. Varfolo- mejeva, R. Valiev // Scientific Symposium on Electric Power Engineering (ELEKTROENERGETIKA 2019), Proceeding- 149476, P. 128-132 (Web of Science, Scopus); 0,42 п.л./0,1 п.л.
7. Abdel Menaem A. Optimal integration of renewable power into distribution network based probabilistic bus voltage-feeder current uncertainty analysis / A. Abdel Menaem, V.P. Oboskalov, M. Anatolijs, R. Varfolomejeva // 60th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University, 2019, Proceeding- 8982293, P. 1-6 (Web of science, Scopus); 0,6 п.л./0,1 п.л.